JPH04108380U - リニアパルスモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術における軟磁性材料の補強板を省く
ことができ、また、補強板が担っていた磁路が格子板の
みで構成出来るようにし、格子板の板厚を薄くすること
が可能となり、ピッチｐを従来構造よりも小さくするこ
とができること。 【構成】 格子板１と補強板８とからなる固定子と、永
久磁石と該永久磁石に固定された第１・第２のコアブロ
ック３、４と該コアブロック３、４に巻回された巻線と
からなる可動子とにより構成されている。コアブロック
３、４にはピッチｐの等間隔で柱状の長手方向へ沿って
配列した櫛歯状の歯状凸起3a、3b、4a、4bが可動子の進
行方向にそれぞれ複数個形成されている。格子板１はピ
ッチｐで形成された孔列1a、1b、1c、1dが４列可動子の
進行方向にそれぞれ穿孔されている。各孔の間が各歯状
凸起1eとなる。巻線の端子へステップ電圧を印加すれ
ば、前記可動子は格子板１に対し、ステップ毎に１／４
・ｐずつ左方へ移動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プリンタ−やグラフィックプロッタ−等へ使用されるリニアパルス モ−タに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、プリンタ−やグラフィックプロッタ−等へ使用され、パルス信号により 所定のステップ量で直線方向へ歩進運動をなすリニアパルスモ−タがある。図５ にその原理を示す。 前記リニアパルスモ−タは固定子側の格子板１′と可動子２′側の永久磁石５ ′に固定されたコアブロックの第１のコアブロック３′と第２のコアブロック４ ′とで構成されている。格子板１′は軟磁性材料からなり一定のピッチｐで溝加 工が施されて歯状凸起1gが形成されている。 永久磁石５′のＮＳ極端部へ連結された第１のコアブロック３′と第２のコア ブロック４′はコの字型の軟磁性材料からなり端部3c、3d及び4c、4dには夫々一 定のピッチｐで溝加工が施されて櫛歯状の歯状凸起3e、3f、4e、4fが形成されて 格子板１′の櫛歯状の歯状凸起1gの面に非接触で対接されている。コアブロック の第１のコアブロック３′、第２のコアブロック４′へは図示のように夫々巻線 ６、７が施されている。 前記歯状凸起1gと歯状凸起3e、3f、4e、4fの相互位置関係は図示のように、端 部3cの歯状凸起3eが格子板１′の歯状凸起1gとピッチズレの無い状態で対向して いる位置関係に於いては、歯状凸起1gに対して夫々端部3dの歯状凸起3fは右方へ −１／２・ｐ、端部4cの歯状凸起4eは右方へ−１／４・ｐ、端部4dの歯状凸起4f は左方へ＋１／４・ｐのズレとなっている。

【０００３】 今巻線６、７の端子6a、6bと7a、7bへ図６の図表に示すようなパルス電圧を印 加すると、各ステップ毎にコアブロックの第１のコアブロック３′と第２のコア ブロック４′及び永久磁石５′で一体に構成される可動子２′が格子板１′に対 して左方へ１／４・ｐずつ移動するようになされる。このように、１ステップ毎 の移動のピッチは、格子板１′の溝加工のピッチｐで規制される。

【０００４】 前記リニアパルスモ−タに於ける磁束の経路は図５の矢印βで示され、図７は 第２のコアブロック４′の端部4d及び格子板１′の歯状凸起1gの対接する近傍の 拡大図である。 図７に於いて、第２のコアブロック４′の端部4dの歯状凸起4fと格子板１′の 歯状凸起1gとの狭い間隙ａと歯状凸起4fと格子板１′の凹部との広い間隙ｂは空 隙部分の磁路βを形成し、可動子２′が移動するための駆動力はこの狭い空隙ａ と広い間隙ｂのパ−ミアンスの差が大きいほど大きい。 歯状凸起1gの高さが小さくなるとこのパ−ミアンスの差が小さくなり、駆動力 が減少する。従ってこの歯状凸起の高さ、即ち格子板１′の溝加工の深さは或る 程度大きくなければならない。ところで、図５の格子板１′は通常図８のように 等ピッチで短冊状の孔をエッチングによりあけた軟磁性材料の格子板１′と磁路 となる軟磁性材料の補強板９を貼り合わせた構造となっている。

【０００５】 一般にはこの溝加工は加工能率の点からエッチング工法がとられ、エッチング 深さにともない、ピッチｐも或る程度大きくなければ、良好な歯状凸起の形状、 精度が得られない。従って、エッチング工法により歯状凸起1gを設けるようにす ると、エッチング深さを深くしようとした場合ピッチｐを小さくできない問題が ある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は前記従来技術における軟磁性材料の補強板を省くことができ、 また、補強板が担っていた磁路が格子板のみで構成出来るようにし、広い空隙の 部分のパ−ミアンスによる空隙磁束の分散と、それにともなう駆動力の低下が無 く、格子板の板厚を薄くすることが可能となり、ピッチｐを従来構造よりも小さ くすることができる高精度のリニアパルスモ−タを提案することである。

【０００７】

【問題を解決するための手段】

本考案は、断面がＨ型乃至コの字型の軟磁性材料から成るブロックの前記Ｈ型 の下方両終端縁部又はコの字型両終端縁部へ可動子の移動方向に沿って前記ピッ チｐで櫛歯状に歯状凸起を複数個形成し、且つ前記Ｈ型乃至コの字型の凹部へ巻 線をほどこした一対のコアブロックを有し該コアブロックは可動子の移動方向と 直交方向に、一定の間隔をへだてて永久磁石で結合されて一体となった可動子を 形成し、前記コアブロックに形成された前記歯状凸起に非接触で対接し、前記コ アブロックの第１のコアブロックに成形された２列の歯状凸起の１列に対してピ ッチずれがなく対接したとき、他の１列に対しては＋１／２・ｐ、又、第２のコ アブロックに成形された２列の歯状凸起のうち、１列に対しては＋１／４・ｐ、 他の１列に対しては−１／４・ｐずれて対接するようにピッチｐで連続して歯状 凸起が成形された歯状凸起の配列を有する格子板を固定子としたことを要旨とす るものである。

【０００８】

【作用】

巻線６、７の端子6a、6bと7a、7bへステップ電圧を印加すれば、前記可動子２ は格子板１に対し、ステップ毎に１／４・ｐずつ左方へ移動する。

【０００９】

【実施例】

以下、図示の実施例で本考案を説明する。図１はリニアパルスモ−タの要部正 面図、図２はリニアパルスモ−タの要部側面図、図３は格子板とコアブロックが 重ねられると共にこれに対応してコアブロックとの位置関係を説明するための平 面図である。

【００１０】 リニアパルスモ−タは図１、図２に於いて格子板１と補強板８とからなる固定 子と、永久磁石５と該永久磁石５に固定された第１・第２のコアブロック３、４ と該コアブロック３、４に巻回された巻線６、７とからなる可動子２とにより概 略構成されている。

【００１１】 コアブロックの第１のブロック３、第２のブロック４はＨ型柱状の軟磁性材料 から成り、図２、図３に示されるように下端部の下方両終端縁部には、ピッチｐ の等間隔で柱状の長手方向へ沿って配列した櫛歯状の歯状凸起3a、3b、4a、4bが 可動子２の進行方向にそれぞれ複数個形成されている。前記コアブロックの第１ のブロック３と第２のブロック４に設けた歯状凸起3a、3b、4a、4bが可動子２の 進行方向に対して相互位置のズレがなく、また、永久磁石５のＮＳ端部へ図１の ように柱状方向が平行となるように一定の間隔をへだてて連結されている。又、 Ｈ型コアブロックの第１のブロック３、第２のブロック４の溝部分3c、4cには巻 線６、７が可動子２の進行方向に巻回されている。このように構成された可動子 ２は図示しない支持機構により格子板１に対して非接触で対接している。

【００１２】 格子板１は非磁性材料の補強板８上に貼付されている。格子板１は図３に示さ れるようにピッチｐで形成された孔列1a、1b、1c、1dが４列可動子２の進行方向 にそれぞれ穿孔されている。ここにおいて各孔の間が図２に示す各歯状凸起1eと なる。図３において、破線は下方に実線で示した前記コアブロックの第１・第２ のコアブロック３、４を格子板１に重ねた状態を示したものであり、この状態で は、第１のコアブロック３に成形された２列の歯状凸起3a、3bの１列3aに対して 孔列1aはピッチずれがなく対接し、他の１列3bに対して孔列1bは左方へ＋１／２ ・ｐずれて対接し、又第２のコアブロック４に成形された２列の歯状凸起4a、4b のうち、１列4aに対して孔列1cは左方へ＋１／４・ｐ、他の１列4bに対して孔列 1dは右方へ−１／４・ｐずれて対接している。 又、孔列1aに対し孔列1bは右方へ−１／２・ｐずれ、孔列1aに対し孔列1cは左 方へ＋１／４・ｐずれ、孔列1aに対し孔列1dは右方へ−１／４・ｐずれている。

【００１３】 このような構成での磁路は図１の矢印αで示されるような経路となり、格子板 １中の磁束の方向は従来例の図５の場合に対して直角方向、即ち、可動子２の進 行方向と直交方向となる故、従来例の図８のように磁路となる軟磁性材料の補強 板９を特に必要とせず図８の格子板１′のみで、単純な磁路を形成出来ることが わかる。 本考案においては、図３に示す如く、格子板１に、可動子２の進行方向に４列 の孔列1a、1b、1c、1dを設け、且つ、コイル６によって励磁される歯状凸起3a、 3b及びコイル７によって励磁される歯状凸起4a、4bを可動子２の進行方向と直交 方向に配置したから、格子板１における磁路は孔以外の箇所において可動子２の 進行方向と直交方向に形成することができるのである。 今前記巻線６、７の端子6a、6bと7a、7bとし図６の図表のように各端子へステ ップ電圧を印加すれば、前記可動子２は格子板１に対し、ステップ毎に１／４・ ｐずつ左方へ移動する。この原理は従来構造のものと何ら差異は無い。

【００１４】 図４は格子板１の変形例を示し、格子板とコアブロックが重ねられると共にこ れに対応してコアブロックとの位置関係を説明するための平面図である。

【００１５】 図４で、格子板１の孔形状は途中に屈曲を有する長方形の孔1fで形成されてい る。図３の実施例との違いは、可動子２の進行方向に関し、孔1a、1dとの位置関 係、又、孔1bと孔1cとの位置関係を一致させ、且つ、孔1a、1dと孔1b、1cとの間 隔を１／２ピッチずらせたものである。一方、コアブロックの第１のコアブロッ ク３と第２のコアブロック４の相互位置は１／４・ｐずれた状態で永久磁石５の ＮＳ端部へ連結されて可動子２が組立てられている。コアブロックの第１のコア ブロック３と第２のコアブロック４に形成された歯状凸起3a、3b、4a、4bの各列 の配置と格子板１の孔列1fとの位置関係は前記図３の場合と全く同一になり、こ のような孔1fの形状でも支障はない。 更に可動子２用のコアブロックの第１のコアブロック３と第２のコアブロック ４に形成された歯状凸起3a、3b、4a、4bの各列の配置と格子板１の孔列1fとの配 置が上述の関係にあり、且つ磁路の断絶が無ければ、特に孔形状は問われない。 又、このような孔1f形状はエッチング工法により、容易に成形することが出来 る。

【００１６】 以上のように本考案による構造では、従来例図８に示す軟磁性材料の補強板９ が必要なくなるので図５に示す格子板１′の歯状凸起1gの高さを薄くすることが 出来、従って前述のように格子板１のピッチｐを小さく設定することが出来る。

【００１７】 本考案の構造は次のような利点も有している。図２に示される歯状凸起3aは従 来構造である図５の場合に比べて、１極当り４倍以上の歯数の配列が可能である ため、１ピッチｐ当りの停止精度が向上し、その分だけ格子板１の成形精度を落 すことが出来、ピッチｐを小さくするのに有利である。又、図３に示したように 、歯状凸起3a、3b、4a、4bの配列も相互にずらす必要は無く、格子板１の溝パタ −ンで行うことが出来るので、可動子２の製作が容易となるというメリットもあ る。因みに図１、図３のコアブロックの第１のブロック３と第２のブロック４及 び図４のコアブロックの第１のブロック３′と第２のブロック４′の作成はソフ トフェライトを研削盤加工することにより、ピッチｐも小さく且つ精度良く加工 することができる。又、図２の補強板８は非磁性材料でなくても、従来のように 、軟磁性材料を使用することも可能でありこの場合でも、前記のように停止精度 の向上によるピッチの減少、可動子作成上のメリットが大きい。

【００１８】 前記のように磁路αの構成を可動子２の移動方向に対して、直角となるように なした結果、従来例の格子板１′の裏面へ貼付した磁路用の補強板９を特に必要 としないことができるので、格子板１のエッチング精度に起因する移動ピッチｐ の限界を小さくすることが出来、従来より高精度のリニアパルスモ−タを作成す ることが可能となった。 又、図１の格子板１に非磁性材料の補助板８に代えて磁路用の磁性材料の補助 板９を設けた場合でも、可動子２の歯状凸起3a、3b、4a、4bの配列を大幅に増す ことが出来るため、格子板１の加工精度を落すことが出来、その分ピッチｐを小 さくすることが出来、又、可動子２の構造が単純となり作成上のメリットも大き い。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は前述のように構成されたから、可動子の移動方向に対して、磁路を直 角となるようになし、格子板の厚さを薄くすることが出来ると共に、格子板のピ ッチを小さく設定することが出来る。更に構造的に磁路長は短くなるので磁気抵 抗は有利となり、全磁路に於けるこの部分の磁気抵抗比率が比較的小さく、格子 板の厚さを薄くすることが可能となり、その結果格子板のエッチング精度に起因 する移動ピッチの限界を小さくすることが出来て高精度のリニアパルスモ−タを 作成することが可能となる等実用上優れた効果を奏するリニアパルスモ−タを提 供することが出来る。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】リニアパルスモ−タの要部正面図である。

【図２】リニアパルスモ−タの要部側面図である。

【図３】格子板とコアブロックが重ねられると共にこれ
に対応してコアブロックとの位置関係を説明するための
平面図である。

【図４】格子板の変形例を示し、格子板とコアブロック
が重ねられると共にこれに対応してコアブロックとの位
置関係を説明するための平面図である。

【図５】従来のリニアパルスモ−タの要部側面図であ
る。

【図６】巻線の端子へ印加するステップ電圧を示す図表
である。

【図７】従来のコアブロックの端部及び格子板の歯状凸
起の対接する近傍の拡大図である。

【図８】同格子板の要部断面側面図である。

【図９】格子板とコアブロックが重ねられた平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 格子板 ２ 可動子 ３ 第１コアブロック ４ 第２コアブロック 1e、3a、3b、4a、4b 歯状凸起 ５ 永久磁石 ６、７ 巻線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピッチｐで成形された複数個の歯状凸起
   を有し、永久磁石で結合された４つの磁極を有する可動
   子が、ピッチｐの歯状凸起を有し、軟磁性材料から成る
   固定子に対し、その歯状凸起を有する面が非接触で対接
   するように保持され、前記可動子の４つの磁極の歯状凸
   起の相対位置が対接する固定子の歯状凸起に対して０
   ｐ、１／２・ｐ又は１／４・ｐずれるように配置され、
   且つ前記の可動子の磁極へ巻回されたコイルにステップ
   状電圧を印加したときに各ステップ毎に可動子が固定子
   に対して１／４・ｐずつ移動するようになされたリニア
   パルスモ−タに於いて、断面がＨ型乃至コの字型の軟磁
   性材料から成るブロックの前記Ｈ型の下方両終端縁部又
   はコの字型両終端縁部へ可動子の移動方向に沿って前記
   ピッチｐで櫛歯状に歯状凸起を複数個形成し、且つ前記
   Ｈ型乃至コの字型の凹部へ巻線をほどこした一対のコア
   ブロックを有し該コアブロックは可動子の移動方向と直
   交方向に、一定の間隔をへだてて永久磁石で結合されて
   一体となった可動子を形成し、前記コアブロックに形成
   された前記歯状凸起に非接触で対接し、前記コアブロッ
   クの第１のコアブロックに成形された２列の歯状凸起の
   １列に対してピッチずれがなく対接したとき、他の１列
   に対しては＋１／２・ｐ、又、第２のコアブロックに成
   形された２列の歯状凸起のうち、１列に対しては＋１／
   ４・ｐ、他の１列に対しては−１／４・ｐずれて対接す
   るようにピッチｐで連続して歯状凸起が成形された歯状
   凸起の配列を有する格子板を固定子としたリニアパルス
   モ−タ。